Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu góp phần hoàn thiện công tác đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công mặt đường bê tông nhựa chặt ở Việt Nam

Chia sẻ: Phong Tỉ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:197

Thêm vào BST

Báo xấu

74
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của đề tài là phân tích những hạn chế của công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt đường BTN chặt ở Việt Nam từ đó đề xuất bổ sung một số chỉ tiêu vào tiêu chuẩn kỹ thuật thi công và nghiệm thu góp phần hoàn thiện qui trình đảm bảo chất lượng trong thi công lớp mặt đường BTN chặt ở Việt Nam.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu góp phần hoàn thiện công tác đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công mặt đường bê tông nhựa chặt ở Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐỒNG XUÂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU GÓP PHẦN HOÀN THIỆN CÔNG TÁC ĐẢM BẢO VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG LỚP MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶTỞ VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ------------------------------- ĐỒNG XUÂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU GÓP PHẦN HOÀN THIỆN CÔNG TÁC ĐẢM BẢO VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG LỚP MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶTỞ VIỆT NAM Ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông Mã số : 9.58.02.05 Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô và đường thành phố LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1: PGS.TS Bùi Ngọc Toàn 2: PGS.TS Nguyễn Quang Phúc Hà Nội, 2018
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án, tác giả trân trọng cảm ơn các cơ quan đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ: Khoa Công trình; phòng Đào tạo Sau đại học; Phòng Khoa học; Bộ môn Đường bộ; Bộ môn Vật liệu xây dựng; Phòng thí nghiệm Đường bộ; Trung tâm Khoa học công nghệ Trường Đại học Giao thông vận tải; Phòng thí nghiệm trọng điểm 1, Viện khoa học công nghệ GTVT; Các Phòng thí nghiệm công trình thuộc (Công ty : ACC, TV kiểm định ALPHA, Minh Sơn, Sơn Hải, TV XD Hải kim, ĐH CN GTVT). Bằng những tình cảm chân thành nhất, tác giả vô cùng cảm ơn PGS.TS. Bùi Ngọc Toàn, PGS.TS Nguyễn Quang Phúc, những người Thầy đã định hướng, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên cả về chuyên môn và kinh phí trong quá trình thực hiện luận án. Cảm ơn PGS.TS Trần Thị Kim Đăng đã đọc luận án và cung cấp thêm nhiều thông tin, tài liệu thiết thực. Cảm ơn các thầy, cô giáo bộ môn Đường bộ, các cán bộ, nhân viên phòng thí nghiệm Vật liệu xây dựng, các phòng thí nghiệm. Tác giả chân thành cảm ơn, PGS.TS Lã Văn Chăm, TS. Nguyễn Quang Tuấn, NCS Trần Danh Hợi và rất nhiều những người bạn thân thiết đã nhận xét, góp ý, tìm kiếm và cung cấp nhiều tài liệu quý giá từ các trường Đại học châu Âu, Trung Quốc. Luận án không thể hoàn thành nếu thiếu sự giúp đỡ về số liệu, vật liệu và thiết bị thí nghiệm của: Viện KHCN GTVT, Trường ĐH GTVT phân viện TPHCM, Cienco1,8; Cienco5, TCT Trường sơn, Tổng công ty PT đường cao tốc Việt Nam (VEC), PMU3, Công ty PETRO Việt Nam… Cảm ơn gia đình và bạn bè, những người thân luôn bên tôi. Hà Nội, 01/2019
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án NCS. Đồng Xuân Trường
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ ii MỤC LỤC.............................................................................................................iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ............................................... vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................... xi DANH MỤC HÌNH VẼ ...................................................................................... xiii MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 Chương 1: TỔNG QUAN CÔNG TÁC ĐẢM BẢO VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶT ........................ 5 1.1 Những khái niệm chung .................................................................................. 5 1.1.1 Chất lượng ...................................................................................................... 5 1.1.2 Quản lý chất lượng ......................................................................................... 5 1.1.3 Đảm bảo chất lượng ........................................................................................ 6 1.1.4 Kiểm soát chất lượng ...................................................................................... 7 1.1.5 Mức chấp nhận chất lượng .............................................................................. 8 1.2 Đảm bảo chất lượng thi công thông qua các mức - tiêu chuẩn ...................... 9 1.2.1 Các mức quy định tiêu chuẩn đảm bảo chất lượng thi công mặt đường ........... 9 1.2.2 Một số tiêu chuẩn thi công mặt đường bê tông nhựa chặt trên thế giới .......... 15 1.2.3 Một số tiêu chuẩn thi công mặt đường bê tông nhựa ở Việt Nam .................. 20 1.3 Các loại rủi ro trong thi công dự án đường bộ khi thanh toán.................... 23 1.4. Hệ số thanh toán PF thi công bê tông nhựa ................................................. 25 1.4.1 Áp dụng hệ số thanh toán PF ở Việt Nam trong thời gian gần đây: ............... 25 1.4.2 Áp dụng hệ số thanh toán PF ở Hoa kỳ: ........................................................ 28 1.5. Những nghiên cứu phân tích ảnh hưởng các thông số kỹ thuật đến chất lượng lớp bê tông nhựa và phát triển QRSS ...................................................... 29
iv 1.6 Phân tích công tác thi công BTN các dự án .................................................. 31 1.7 Những nghiên cứu QC/QA thi công bê tông nhựa trên thế giới .................. 32 1.8 Những nghiên cứu đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công mặt đường bê tông nhựa ở Việt Nam ......................................................................................... 35 1.9 Những vấn đề tồn tại luận án cần giải quyết ................................................ 38 1.10 Mục tiêu và nội dung của đề tài nghiên cứu ............................................... 38 1.10.1 Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................... 38 1.10.2 Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 39 1.11 Phương pháp nghiên cứu............................................................................. 40 Chương 2: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC SUẤT THỐNG KÊ TRONG CÔNG TÁC ĐẢM BẢO VÀ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG BTN .... 41 2.1 Quá trình thực hiện theo thời gian ............................................................... 41 2.2 Kiểm soát quá trình bằng biểu đồ kiểm tra .................................................. 44 2.2.1 Các đồ thị kiểm soát quá trình:...................................................................... 44 2.2.2 Các loại kiểm tra dùng trong đồ thị kiểm soát: .............................................. 45 2.2.3 Các biểu đồ kiểm soát áp dụng trong thi công ............................................... 47 2.3 Phương pháp mô phỏng Monte Carlo .......................................................... 51 2.4 Nghiên cứu sử dụng thiết bị không phóng xạ không phá hủy-Troxler kiểm soát độ chặt đầm nén bê tông nhựa nóng hiện trường ....................................... 53 2.4.1 Sự cần thiết phải áp dụng phương pháp không phá hủy ................................. 53 2.4.2 Đề xuất trình tự đo độ chặt bằng thiết bị không phá hủy, không phóng xạ .... 54 2.4.3 Đánh giá, đề xuất độ chặt thi công bê tông nhựa chặt .................................... 56 2.4.4 Thiết bị đo độ chặt Troxler Model 2701-B Plus ............................................ 57 2.4.5 Kiểm soát độ đồng đều thi công bê tông nhựa chặt một số dự án .................. 59 2.4.6 Những nhận xét, kiến nghị khi sử dụng phương pháp thống kê đánh giá độ chặt bằng thiết bị không phóng xạ Troxler ............................................................. 64
v 2.5 Nghiên cứu thí nghiệm liên phòng đề xuất giới hạn độ chụm của độ ổn định và độ dẻo Marshall ở Việt Nam .......................................................................... 64 2.5.1 Cơ sở lý thuyết độ chụm của kết quả thí nghiệm ........................................... 65 2.5.2 Nghiên cứu thực nghiệm xác định độ chụm .................................................. 70 2.5.3 Những nhận xét, kiến nghị khi sử dụng phương pháp thống kê xác định giới hạn độ chụm thí nghiệm Marshall .......................................................................... 75 2.6 Nhận xét, kết luận chương ............................................................................ 76 Chương 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG ĐẾN CÁC ĐẶC TRƯNG KHAI THÁC MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA Ở VIỆT NAM .......................................................................................................... 77 3.1 Nghiên cứu mức độ biến động của các chỉ tiêu cơ bản khi thi công ............ 77 3.1.1 Độ lệch chuẩn và nghiên cứu độ lệch chuẩn các thông số khi thi công bê tông nhựa ...................................................................................................................... 77 3.1.2 Phương pháp nghiên cứu và trình tự tính toán ............................................... 79 3.1.3 Kết quả giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của các thông số BTNC19; BTNC12.5 ............................................................................................................. 80 3.1.4 So sánh độ lệch chuẩn tính toán ở Việt Nam với các nghiên cứu ở Mỹ ......... 83 3.1.5 Nhận xét ....................................................................................................... 84 3.2 Sử dụng phần mềm QRSS đánh giá ảnh hưởng của đảm bảo và kiểm soát chất lượng đến đặc trưng khai thác kết cấu mặt đường mềm ........................... 85 3.2.1 Nguyên lý và cấu trúc của phần mềm QRSS ................................................. 85 3.2.2 Thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa ...................................................................... 85 3.2.3 Hệ số thanh toán thông qua đặc trưng khai thác ............................................ 87 3.2.4 Phương trình Witczak xác định E*................................................................ 88 3.2.5 Nhiệt độ có hiệu Teff ..................................................................................... 89 3.2.6 Tính toán số ESAL tích lũy ........................................................................... 91 3.2.7 Tần số tác dụng của tải trọng theo chiều sâu ................................................. 91
vi 3.2.8 Xác định độ lệch chuẩn của các biến số đầu vào ........................................... 93 3.2.9 Tổng hợp các biến số đầu vào và ma trận ảnh hưởng đến đặc trưng khai thác kết cấu mặt đường ................................................................................................. 94 3.2.10 Dự báo tuổi thọ phục vụ .............................................................................. 95 3.2.11 Quyết định hệ số thanh toán PF (pay factor) ............................................... 97 3.3 Phân tích QRSS cho dự án thực tế ................................................................ 99 3.4 Nhận xét, kết luận chương .......................................................................... 101 Chương 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT HỆ SỐ THANH TOÁN TỔNG HỢP ĐỂ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶT Ở VIỆT NAM ........................................................................................ 102 4.1. Các công thức xác định hệ số thanh toán PF (Pay factor) ........................ 102 4.1.1. Thiết lập mức giới hạn trên và giới hạn dưới:............................................. 102 4.1.2 Tính toán phần trăm giới hạn PWL: ............................................................ 104 4.1.3 Xác định hệ số PF: ...................................................................................... 106 4.2. Xây dựng hệ số thanh toán tổng hợp ở Việt Nam ..................................... 106 4.2.1 Xác định các thông số cần kiểm soát và trọng số tính CPF .......................... 106 4.2.2 Mật độ thí nghiệm kiểm soát ....................................................................... 110 4.2.3 Xác định giới hạn trên (USL), dưới (LSL) và phần trăm giới hạn (PWL) .... 112 4.2.4 Trình tự tính toán hệ số thanh toán tổng hợp (CPF)..................................... 113 4.3 Kiểm nghiệm, đánh giá hệ số thanh toán CPF một số dự án thực tế ........ 114 4.3.1 Kiểm nghiệm một số dự án: ........................................................................ 114 4.3.2 Đánh giá hệ số thanh toán tổng hợp (CPF) qua kiểm nghiệm thực tế: ......... 122 4.4 Nhận xét, kết luận chương .......................................................................... 122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... xv DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ................................................. xxii PHỤ LỤC .......................................................................................................... xxiii
vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT AQL Mức chấp nhận chất lượng (Acceptable Quality Level) AASHTO Tiêu chuẩn thi công cầu đường bộ của Hiệp hội Quốc gia về đường bộ và vận tải Hoa kỳ (American Association of State Highway and Transportation Officials) ASTM Hệ thống tiêu chuẩn của Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm Hoa Kỳ (American Society for Testing and Materials) BGTVT Bộ giao thông vận tải BTN Bê tông nhựa BTNC Bê tông nhựa chặt CL Đường trung tâm (Center Line) CPF Hệ số thanh toán tổng hợp (combined pay factor) CTGT Công trình giao thông ESAL Số trục xe tích lũy ESALo Số trục xe thông qua một ngày đêm ở năm đầu FAA Cục Hàng không Liên bang Mỹ (Federal Aviation Administration) FHWA Cục đường bộ liên bang Hoa kỳ (Federal Highway Administration) Gmb Tỷ trọng khối của hỗn hợp BTN đã đầm Gmm Tỷ trọng lớn nhất của hỗn hợp BTN GTVT Giao thông vận tải HMA Phương pháp thiết kế thành phần bê tông nhựa trộn nóng theo thể tích bằng phương pháp SuperPave IRI Hệ số độ bằng phẳng ISO Hệ thống quản lý chất lượng (Quality Mannagement System)
viii JMF Công thức thiết kế hỗn hợp (Job Mix Formula) JICA Cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (The Japan International Cooperation Agency) JTG Quy phạm kỹ thuật thi công mặt đường Trung Quốc K Hệ số lu lèn hay hệ số đầm nén KHCN Khoa học công nghệ LCC Chi phí vòng đời mong muốn LCCA Chi phí vòng đời LCL Đường bên dưới (Lower Control Limit) LSL Giới hạn dưới cho phép (Lower Specification Limits) LWL Giới hạn cảnh báo dưới (Lower Warning Limit) MAAT Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm MEPDG Phương pháp cơ học thực nghiệm MS Phương pháp tiêu chuẩn kỹ thuật (Method Specifications) MSCR Phương pháp từ biến lặp đàn hồi NCHRP Chương trình hợp tác nghiên cứu đường bộ quốc gia Hoa kỳ (National Cooperative Highway Research Program) ERS Tiêu chuẩn kết quả cuối cùng (End-Result Specifications) OC Đường cong đặc tính hoạt động (operating characteristic curve) PBS Tiêu chuẩn kỹ thuật nền tảng của chất lượng khai thác (Performance- Based Specifications) PBS Yêu cầu kỹ thuật làm nền tảng cho chất lượng khai thác (Performance-Based Specifications) PLD Chênh lệch tuổi thọ (Predicted Life Defference)
ix PF Hệ số thanh toán (Pay Factor) PFD Hệ số thanh toán độ chặt đầm nén PFVa Hệ số thanh toán độ rỗng dư PFPb Hệ số thanh toán hàm lượng nhựa PFP200 Hê số thanh toán lượng lọt qua sang 0.075mm PFP8 Hệ số thanh toán lượng lọt qua sang 2.36mm PG Mác nhựa đường (Performance Grade) PGAB Đặc tính khai thác (Performance Grade Asphalt Binder) PLD Chênh lệch tuổi thọ (Predicted Life Defference) PL Tuổi thọ dự báo (Predicted Life) Pb Hàm lượng nhựa PRS Tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đến chất lượng khai thác (Performance-Related Specifications) PWL Phần trăm giới hạn (Percent Within Limits) PWLU Phần trăm giới hạn trên PWLL Phần trăm giới hạn dưới QA Đảm bảo chất lượng (Quality Assurance) QAS Tiêu chuẩn kỹ thuật đảm bảo chất lượng (Quality Assurance Specifications) QC Kiểm soát chất lượng (Quanlity control) QĐ Quyết định QLDA Quản lý dự án QRSS Phần mềm phân tích ảnh hưởng các thông số kỹ thuật đến chất lượng
x lớp bê tông nhựa (Performance-Related Specification) Q U Chỉ số chất lượng trên (Upper quality index) QL Chỉ số chất lượng dưới (Lower quality index) RQL Mức chất lượng loại bỏ (rejectable qaulity level) SAC Phân loại cốt liệu SBS Chất phụ gia (Styrene-Butadiene-Styrene) SCB Thí nghiệm uốn mỏi mẫu bán nguyệt Sr Độ lệch chuẩn SPSS Phần mềm xử lý số liệu thực nghiệm SHRP Chương trình Nghiên cứu chiến lược đường bộ (The Strategic Highway Research Program) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TL Tuổi thọ kỳ vọng (Target Life) TVGS Tư vấn giám sát TGC Đầm xoay Texas (Texas Gyratory Compactor) UCL Giới hạn kiểm soát bên trên (Upper Control Limit) USL Giới hạn trên (Upper Specification Limits) Va Độ rỗng dư VFA Độ rỗng lấp đầy nhựa VMA Độ rỗng cốt liệu WPE Phương trình Witczak-WPE
xi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Dung sai cho phép ................................................................................. 17 Bảng 1.2: Hệ số thanh toán (Pay Factor) theo độ rỗng dư (Va) .............................. 17 Bảng 1.3: Hệ số thanh toán (Pay factor) các đặc tính của nhựa [37] ...................... 19 Bảng 1.4: Dung sai cho phép so với công thức chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa........ 21 Bảng 1.5 Các hệ số thanh toán cơ bản của mỗi hạng mục [15] ............................... 26 Bảng 1.6: Dung sai một số hạng mục [15] ............................................................. 27 Bảng 1.7 Công tác đo đạc [15]............................................................................... 27 Bảng 1.8: Hệ số PF theo độ chặt đầm nén .............................................................. 29 Bảng 1.9:Ví dụ phân tích sai khác giữa QA và QC bang California [22]................ 34 Bảng 1.10: Sử dụng PWL trong QC& QA ở các bang nước Mỹ [47] ..................... 35 Bảng 2.1: Các hệ số để tính giới hạn dưới và giới hạn trên .................................... 49 Bảng 2.2: Chuẩn đánh giá độ chụm theo ASTM D6297 [68], AASHTO T245 [69]67 Bảng 2.3: Chuẩn đánh giá độ chụm theo EN 12697-34 [70] .................................. 67 Bảng 2.4: Các chỉ tiêu thiết kế chủ yếu của 2 loại BTN nghiên cứu ....................... 71 Bảng 2.5: Kết quả tính độ chụm ............................................................................ 73 Bảng 2.6: Độ chụm Marshall ở Việt Nam .............................................................. 74 Bảng 2.7: Trình tự đánh giá độ chụm của kết quả thí nghiệm Marshall .................. 75 Bảng 3.1: Xác định cỡ mẫu tối thiểu để xác định độ lệch chuẩn các thông số ........ 80 Bảng 3.2: Kết quả TT giá trị trung bình và độ lệch chuẩn các thông số .................. 81 Bảng 3.3: Độ lệch chuẩn ở Mỹ và so sánh với độ lệch chuẩn trung bình VN ......... 84 Bảng 3.4 Đặc trưng các vùng khí hậu [29] ............................................................. 90 Bảng 3.5 Thông số đầu vào QRSS [16] ................................................................. 94 Bảng 3.6: Kết quả phân tích thiết kế hỗn hợp BTN .............................................. 100 Bảng 4.1: Giá trị chỉ số chất lượng Q theo PWL và số mẫu n (trích) .................... 105 Bảng 4.2:Hệ số thanh toán PF tổng hợp ............................................................... 107
xii Bảng 4.3: Các thông số cần kiểm soát của các bang nước Mỹ [47] ...................... 108 Bảng 4.4: Mật độ thí nghiệm đánh giá hệ số thanh toán PF [47] .......................... 111 Bảng 4.5:Tần suất và các chỉ tiêu xác định PWL [47] .......................................... 112 Bảng 4.6: Kiến nghị mức giới hạn USL và LSL .................................................. 113 Bảng 4.7: Kết quả tính toán hệ số điều chỉnh ....................................................... 115 Bảng 4.8: Kết quả tính toán hệ số điều chỉnh ....................................................... 117 Bảng 4.9: Kết quả tính toán hệ số điều chỉnh ....................................................... 119 Bảng 4.10: Kết quả tính toán hệ số điều chỉnh ..................................................... 121
xiii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Công tác đảm bảo chất lượng [43] ........................................................... 6 Hình 1.2: Các mức đảm bảo chất lượng bê tông nhựa [45] .................................... 15 Hình 1.3: Đường cong OC ..................................................................................... 24 Hình 1.4: Quá trình chấp nhận và hệ số điều chỉnh thanh toán ............................... 24 Hình 2.1:Xác định dạng phân bố chuẩn của độ chặt ............................................... 43 Hình 2.2: Khoảng tin cậy 95% (CI) và giá trị đặc trưng VFA (%) ......................... 43 Hình 2.3: Các loại kiểm tra dùng trong đồ thị kiểm soát ........................................ 45 Hình 2.4: Đồ thị kiểm soát hàm lượng nhựa .......................................................... 47 Hình 2.5: Đồ thị kiểm soát giá trị riêng lẻ VFA và khoảng trượt với n=4 ............... 51 Hình 2.6 a,b: Đo độ chặt bằng thiết bị Troxler ....................................................... 56 Hình 2.7: Ảnh máy Đo độ chặt Troxler Model 2701-B Plus .................................. 58 Hình 2.8: Đo độ chặt bằng máy Troxler Model 2701-B Plus ................................. 58 Hình 2.9: Kết quả hiệu chỉnh BTNC19 .................................................................. 60 Hình 2.10: Biểu đồ kiểm soát độ đồng đều của độ chặt BTNC19........................... 61 Hình 2.11: Kết quả hiệu chỉnh BTNC12.5 ............................................................. 62 Hình 2.12: Biểu đồ kiểm soát độ đồng đều của độ chặt BTNC12.5 ........................ 62 Hình 2.13: Kết quả hiệu chỉnh BTNC12.5 ............................................................. 63 Hình 2.14: Biểu đồ kiểm soát độ đồng đều của độ chặt BTNC12.5 ........................ 63 Hình 2.15: Minh họa độ chụm và độ chính xác ...................................................... 65 Hình 2.16: Thí nghiệm liên phòng (ĐHGTVT, Viện KHCN GTVT) ..................... 70 Hình 2.17: Thí nghiệm liên phòng (Công ty Sơn Hải, ACC) .................................. 70 Hình 2.18: Kết quả thí nghiệm tính độ chụm ......................................................... 72 Hình 2.19: Minh họa biểu đồ thống kê độ ổn định 40min BTNC19 ....................... 72 Hình 3.1: Xác định số mẫu .................................................................................... 78 Hình 3.2: Biểu đồ các thông số cơ bản BTNC19.................................................... 82
xiv Hình 3.3: Sơ đồ tổng quát phần mềm QRSS .......................................................... 86 Hình 3.4:Sơ đồ chi tiết 2 khối phân tích của phần mềm QRSS............................... 87 Hình 3.5: Sơ đồ xác định tần số và thời gian tác dụng tải trọng.............................. 91 Hình 3.6: Sơ đồ xác định Leff và Zeff ...................................................................... 93 Hình 3.7: Sơ đồ phân tích chênh lệch tuổi thọ thiết kế và tuổi thọ thực tế .............. 96 Hình 3.8:Sơ đồ hệ số PF phạt/thưởng theo chênh lệch tuổi thọ PLD ...................... 97 Hình 3.9: Sơ đồ hệ số PF phạt/thưởng theo IRI0 của mỗi 0.1 dặm.......................... 98 Hình 3.10: Kết quả phân tích kết cấu bằng QRSS ................................................ 101 Hình 4.1: Ví dụ mức chất lượng chấp nhận AQL của hàm lượng nhựa ................ 103
1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề nghiên cứu Với sự tăng trưởng nhanh của nền kinh tế và sự phát triển của khoa học, công nghệ, kết cấu mặt đường bê tông nhựa ngày càng được sử dụng rộng rãi và là lựa chọn hàng đầu cho đường cao tốc, đường cấp cao ở Việt Nam. Trong những năm qua, hệ thống đường bộ Việt Nam đã và đang được cải tạo, nâng cấp, đầu tư xây dựng mới cả về số lượng cũng như nâng cao về chất lượng và áp dụng tiêu chuẩn kỹ thuật cao hơn. Hệ thống đường bộ Việt Nam đã góp phần quan trọng thúc đẩy các lĩnh vực kinh tế, xã hội phát triển. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ về số lượng các công trình hạ tầng GTVT ở Việt Nam thì số lượng các công trình không đáp ứng được yêu cầu về chất lượng, mỹ thuật đã và đang đặt ra cho các nhà khoa học, nhà quản lý cũng như các nhà thầu thi công một câu hỏi cần có sự trả lời thỏa đáng, đó là làm thế nào để có thể đảm bảo và kiểm soát chất lượng công trình GTVT? Hướng đi chất lượng đang là lựa chọn hợp lý cho các nhà thầu và những nhà quản lý. Vì vậy, vấn đề quản lý chất lượng tổng thể trong quá trình thi công là vấn đề rất được quan tâm hiện nay. Trong công tác thi công đường, các lớp BTN là một hạng mục chiếm tỷ trọng lớn về chi phí, ảnh hưởng lớn đến quá trình vận hành, khai thác sau này của công trình. Kết cấu mặt đường bền vững và có chất lượng tốt trong vận hành, khai thác phụ thuộc rất nhiều vào việc đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt bê tông nhựa. Trong thời gian gần đây, hiện tượng bong tróc, hằn lún vệt bánh xe đối với mặt đường BTN chặt…đang là thách thức chưa có lời giải đối với chủ đầu tư cũng như nhà thầu bởi chúng ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của chủ đầu tư, nhà thầu và nền kinh tế đất nước. Qui trình đảm bảo chất lượng thi công mặt đường BTN chặt đã và đang được rất nhiều các nhà khoa học ở nhiều quốc gia quan tâm. Nhiều công trình nghiên cứu về đề tài này được đăng trên các tạp chí khoa học hàng đầu trên thế giới, trong đó, có cả các chỉ dẫn mang tính tổng quát nhất áp dụng chung cho qui trình đảm bảo và kiểm soát chất lượng trong sản xuất, thi công BTN. Tuy nhiên, các nghiên cứu này được đề xuất trên cơ sở phù hợp với điều kiện đặc thù cụ thể của từng quốc gia, thông qua triển khai các dự án cụ thể, mà các qui trình đảm bảo chất lượng khác nhau cho công tác thi công BTN dần được hoàn thiện. Các qui trình đảm bảo chất lượng cũng cần phải xây dựng trên cơ sở phù hợp với trình độ quản lý, trình độ
2 chuyên môn của các kỹ sư, công nhân kỹ thuật và công nghệ thi công, cũng như điều kiện giao thông, thể chế và luật của các quốc gia đó. Như vậy, để có thể tận dụng các thành quả nghiên cứu chung của thế giới, chúng ta cần phải nghiên cứu thêm các điều kiện có tính đặc thù ở Việt Nam, hoàn thiện qui trình đảm bảo chất lượng thi công BTN chặt để đảm bảo rằng công trình làm ra có chất lượng và tuổi thọ gần với dự kiến trong thiết kế. Các sai sót nếu có sẽ được phát hiện và sửa chữa kịp thời ngay từ giai đoạn thi công Ở Việt Nam hiện nay, do nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan nên chưa có nhiều công trình nghiên cứu một cách toàn diện và hệ thống làm thế nào để có thể đảm bảo chất lượng thi công mặt đường BTN chặt trong điều kiện thực tiễn ở Việt Nam. Do vậy cần có những nghiên cứu, đầu tư có chọn lọc để Việt Nam có thể từng bước tiếp cận các tiêu chuẩn hiện đại của các nước phát triển trên thế giới, từ đó có thể tiếp thu, chuyển giao có chọn lọc các tiêu chuẩn, ứng dụng các nghiên cứu tiên tiến của các nước phát triển đi trước, tiến tới xây dựng, hoàn chỉnh đồng bộ các bộ tiêu chuẩn đảm bảo và kiểm soát chất lượng áp dụng trong điều kiện cụ thể ở Việt Nam. Xuất phát từ thực tế đó, đề tài “Nghiên cứu góp phần hoàn thiện công tác đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công mặt đường bê tông nhựa chặt ở Việt Nam” là cần thiết, cấp bách có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, góp phần đáp ứng yêu cầu và nhiệm vụ cấp thiết trong việc phát triển hạ tầng GTVT, đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và phát triển đất nước. 2. Mục đích nghiên cứu Mục đích của đề tài là phân tích những hạn chế của công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt đường BTN chặt ở Việt Nam từ đó đề xuất bổ sung một số chỉ tiêu vào tiêu chuẩn kỹ thuật thi công và nghiệm thu góp phần hoàn thiện qui trình đảm bảo chất lượng trong thi công lớp mặt đường BTN chặt ở Việt Nam. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu của đề tài là công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp bê tông nhựa chặt trong kết cấu mặt đường mềm trên cơ sở các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành.  Nghiên cứu các lớp vật liệu trong tầng mặt của kết cấu áo đường mềm BTNC19 và BTNC12.5 thiết kế hỗn hợp theo phương pháp Marshall sử dụng nhựa thông
3 thường 60/70. 3.2 Phạm vi nghiên cứu Trong khuôn khổ luận án tiến sĩ chỉ tập trung nghiên cứu hoàn thiện công tác đảm bảo chất lượng thi công lớp BTN chặt trong tầng mặt kết cấu mặt đường giao thông. Các vấn đề liên quan tới việc nghiệm thu và chấp nhận sản phẩm hỗn hợp BTN chặt thiết kế theo phương pháp Marshall sử dụng nhựa thông thường và ảnh hưởng của công tác đảm bảo chất lượng tới đặc trưng khai thác và tuổi thọ của kết cấu mặt đường mềm ở một số dự án đã triển khai. Đối với các yếu tố khác ảnh hưởng đến công tác đảm bảo chất lượng thi công mặt đường BTN chặt trong khuôn khổ luận án không nghiên cứu gồm: công tác thiết kế hỗn hợp BTN, công nghệ sản xuất và thi công BTN, trình độ tay nghề công nhân, năng lực quản lý của Nhà thầu, Chủ đầu tư, Luận án cũng không đi sâu phân tích về thể chế, chính sách hay các điều kiện hợp đồng xây dựng. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học  Làm rõ được cơ sở khoa học, khả năng và đề xuất áp dụng phương pháp thống kê trong đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt đường bê tông nhựa theo thời gian ở Việt Nam.  Phân tích được ảnh hưởng của hệ thống đảm bảo chất lượng tới chất lượng công trình, từ đó có thể đề xuất, khắc phục các vấn đề còn tồn tại trong qui trình đảm bảo chất lượng hiện hành. Luận án bước đầu góp phần xây dựng hệ thống lý luận về quy trình đảm bảo chất lượng thi công lớp mặt BTN. 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Đề xuất được giải pháp để hoàn thiện công tác đảm bảo chất lượng trong công tác thi công BTN chặt, từ đó nâng cao được chất lượng công trình và tuổi thọ công trình, làm giảm được các chi phí duy tu, sửa chữa và tiết kiệm ngân sách quốc gia cũng như đảm bảo an toàn giao thông cho người tham gia giao thông do chất lượng công trình được nâng cao. Đề tài có tính ứng dụng trong bối cảnh hiện nay khi Đảng và Nhà nước ta đang chú trọng đến xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông để phát triển đất nước. Bộ GTVT đang
4 định hướng từng bước hoàn thiện đồng bộ các tiêu chuẩn, quy trình đảm bảo chất lượng thi công măt đường BTN chặt ở Việt Nam. Đề tài góp phần giải quyết vấn đề kinh tế xã hội hiện nay vì góp phần giảm chi phí trong thi công của Chủ đầu tư, Nhà thầu…Đóng góp giải pháp kỹ thuật để hạn chế, xử lý hiện tượng hằn lún vệt bánh xe… cũng như chất lượng thi công các công trình hạ tầng GTVT. 5. Cấu trúc của luận án Đề tài bao gồm: Thuyết minh và Phụ lục 5.1 Thuyết minh:  Phần mở đầu  Chương 1: Tổng quan công tác đảm bảo và kiểm soát chất lượng thi công mặt đường BTN chặt  Chương 2: Nghiên cứu phương pháp xác suất thống kê trong quy trình đảm bảo chất lượng thi công mặt đường bê tông nhựa chặt ở Việt Nam  Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của đảm bảo chất lượng đến các đặc trưng khai thác mặt đường bê tông nhựa.  Chương 4: Nghiên cứu đề xuất hệ số thanh toán tổng hợp để đảm bảo chất lượng thi công mặt đường BTN chặt ở Việt Nam.  Phần kết luận và kiến nghị. 5.2 Phụ lục:  Các kết quả thí nghiệm;  Bảng tra các hệ số.  Danh mục các công trình đã công bố.